Três tecnologias desenvolvidas no MIT Lincoln Laboratory estão entre as vencedoras dos prêmios R&D 100 de 2026, que reconhecem anualmente as 100 inovações mais significativas que passaram ao uso prático ou foram disponibilizadas para licenciamento no ano anterior. O programa é realizado todos os anos desde 1963 e é administrado pela R&D World, uma publicação on-line; a competição mundial é avaliada por um painel independente de especialistas em ciência e tecnologia junto com profissionais da indústria.
Os projetos vencedores do laboratório enfrentam obstáculos para tornar os sistemas mais seguros e capazes. Um deles é um sistema operacional criado para proteger computadores embarcados de ciberataques. Outro é uma plataforma que integra chips supercondutores e semicondutores em um sistema em escala de wafer destinado à computação quântica ou de alto desempenho. O terceiro é um algoritmo que remove a interferência que estações-base de 5G causam em dispositivos de radiofrequência que operam no mesmo canal.
"Essas tecnologias premiadas abordam problemas críticos em cibersegurança, computação quântica e comunicações. Temos orgulho da nossa equipe dedicada, que desenvolveu e transferiu essas tecnologias para o benefício da nação", afirmou Melissa Choi, diretora do Lincoln Laboratory.
Desde 2010, o Lincoln Laboratory acumulou 111 prêmios R&D 100 pela transferência de suas tecnologias não classificadas para a indústria e o governo, e muitas transferências adicionais de tecnologia ocorrem a cada ano em projetos classificados. Essa transferência é central para o papel do laboratório como centro de pesquisa e desenvolvimento financiado pelo governo federal para o Departamento de Guerra (DoW).
Sistema operacional seguro por concepção
Computadores embarcados em sistemas implantados, como satélites, drones e radares, mantêm as missões funcionando e as pessoas em segurança, mas os sistemas operacionais que os executam são alvos prioritários de ciberataques. Esses sistemas são grandes, complexos e construídos sobre décadas de projetos legados anteriores às ameaças cibernéticas modernas, e a inteligência artificial está ajudando cada vez mais os adversários a explorar suas vulnerabilidades.
Para proteger sistemas embarcados, o Lincoln Laboratory criou o Magnetite, um sistema operacional projetado para ser inerentemente mais seguro. "Se Windows e Linux são os cavalos de batalha conhecidos da computação de uso geral, o Magnetite foi construído para as realidades diferentes dos sistemas embarcados, nos quais o desempenho em tempo real importa, os recursos são limitados e a falha do sistema tem consequências físicas", disse Juliana Furgala, pesquisadora principal do Secure Resilient Systems and Technology Group.
Vários componentes sustentam a segurança do Magnetite. Ele é construído sobre o seL4, um micronúcleo formalmente verificado, o que significa que provas matemáticas garantiram que o código do micronúcleo se comporta exatamente como pretendido, eliminando uma fonte de falhas de segurança. Sobre essa base, os serviços do sistema operacional do Magnetite, incluindo rede, armazenamento e comunicação, são escritos em Rust, uma linguagem de programação que previne os erros comuns de corrupção de memória que os invasores exploram com frequência. Por fim, os serviços são configurados como processos isolados sob o princípio do menor privilégio, de modo que diferentes partes de um sistema embarcado não acessam dados desnecessários; se um serviço for comprometido, ele pode ser bloqueado enquanto as funções críticas do sistema continuam operando.
O Magnetite é gratuito para uso governamental e parceiros aprovados e está sendo integrado a plataformas espaciais e de voo para o DoW. A equipe vê potencial para estendê-lo a outros domínios embarcados, como sistemas de controle de infraestrutura crítica e, como oferece uma base comum e reutilizável para construir capacidades de missão especializadas, também colabora com outros grupos técnicos do laboratório para oferecer o Magnetite como alternativa aos sistemas operacionais proprietários e caros atualmente em uso. Além do prêmio R&D 100, o Magnetite foi selecionado como a Melhor Invenção de 2025 do MIT Lincoln Laboratory.
Plataforma em escala de wafer para sistemas quânticos
Os sistemas de computação modernos estão cada vez mais limitados não pelo desempenho dos transistores, mas por gargalos de interconexão: as vias elétricas que ligam chips densamente empacotados ocupam espaço, retardam a transferência de dados e geram calor. O problema é especialmente acentuado nos sistemas quânticos, que dependem de volumosos cabos coaxiais para conectar os chips supercondutores, que precisam ser resfriados criogenicamente para atingir resistência elétrica zero, à eletrônica de controle em temperatura ambiente.
A plataforma Quantum Microsystems enfrenta esse desafio de interconexão integrando centenas de chips supercondutores e semicondutores em um único sistema em escala de wafer por meio de várias inovações combinadas. Primeiro, uma abordagem de árvores de decisão de IA determina a maneira ideal de rotear as conexões entre os chips ao longo de um wafer. Depois que o wafer é testado quanto a defeitos, um processo de litografia digital desenha camadas de fiação personalizadas entre as posições dos chips e ao redor dos componentes de circuito defeituosos para obter o maior rendimento possível do wafer. Em seguida, os chips são conectados por técnicas de microbump, pequenas saliências de material condutor que unem chips empilhados, ou técnicas sem bumps que os posicionam extremamente próximos entre si, enquanto um tecido supercondutor estende essas conexões por todo o wafer para formar uma plataforma de computação unificada que transporta sinais a velocidade próxima à da luz. Interconexões flexíveis integradas e definidas litograficamente substituem os cabos coaxiais, reduzindo substancialmente a sobrecarga de fiação criogênica e a complexidade do sistema.
A plataforma foi projetada para ser retrabalhável, de modo que os chiplets possam ser substituídos ou atualizados sem reconstruir todo o sistema, e ela suporta projetos que vão de arquiteturas individuais e de retículas unidas a configurações multirretícula combináveis e plataformas totalmente integradas em escala de wafer. Seu motor de IA se adapta continuamente às variações de processo e às mudanças de projeto para permitir uma fabricação de microssistemas eficiente e orientada por dados.
"Ao passar do escalonamento em nível de chip para a integração em nível de sistema otimizada por IA, a plataforma estabelece um novo paradigma para construir infraestrutura de computação ultraeficiente e em grande escala para aplicações em computação quântica, IA e computação de alto desempenho", afirmou Rabindra Das, pesquisador principal do Quantum-Enabled Computation Group. A tecnologia foi projetada para transferência a fundições governamentais e comerciais e pode estar disponível para licenciamento e desenvolvimento colaborativo por meio do processo de transferência de tecnologia do Lincoln Laboratory.
Algoritmo para cancelar a interferência do 5G
À medida que as redes celulares 5G se expandiram, elas introduziram uma fonte não intencional de interferência: em certos ambientes, os sinais potentes das estações-base de 5G podem invadir as bandas de frequência usadas por antenas de RF próximas que não são 5G, soterrando os sinais de sistemas como radares militares, altímetros de aeronaves, estações terrestres de satélites e radiotelescópios.
Pesquisadores do Lincoln Laboratory desenvolveram um algoritmo que isola e remove o sinal de 5G do sinal da antena afetada. Como as redes 5G seguem um padrão internacional publicado, o cancelador consegue decodificar a estrutura da transmissão de uma estação-base próxima e estimar a distorção causada pelo espalhamento de multicaminhos no ambiente com precisão suficiente para reconstruir uma cópia do sinal interferente. Essa cópia reconstruída é então subtraída dos dados recebidos, deixando um sinal limpo.
Ao contrário das abordagens tradicionais de cancelamento de interferência, como a formação de feixes, a técnica não depende de separação espacial entre os sinais interferentes e os desejados. Além disso, por remover a interferência em cada canal de antena individual do receptor, ela preserva os recursos de antena que podem ser necessários para lidar com outros tipos de interferência, como o bloqueio intencional.
A equipe validou o algoritmo usando sinais capturados pelo ar de uma estação-base Nokia 5G na Base Aérea de Hill. Os testes recuperaram um sinal de radar de teste soterrado pela interferência celular, restaurando-o a dois decibéis de sua relação sinal-ruído original, o que corresponde a 89 por cento de preservação do alcance de detecção do radar livre de interferências.
"Embora as formas de onda do 5G apresentem estrutura complexa, sua geração é governada por padrões globais que permitem que nossa metodologia de cancelamento se generalize para cabeçotes de rádio de estações-base fabricados por um conjunto diverso de fornecedores", disse Binoy Kurien, pesquisador principal do Tactical Edge Communications Group.
O DoW está avaliando a tecnologia para uso em múltiplas plataformas. Como se espera que a estrutura central da forma de onda do 5G seja mantida nas futuras gerações celulares, a abordagem também pode se estender à interferência das redes 6G à medida que elas surgirem.